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人工智能系统:将使无限制核聚变反应成为现实

来源:新浪科技   更新时间:2018-10-09 13:11:19    

  近年来,研究人员一直研究导致托卡马克装置运行中断和损坏的裂变反应,目前一种能够预测并控制裂变反应的人工智能系统被选定为“奥罗拉(Aurora)”超级计算机的首批项目之一,奥罗拉超级计算机预计2021年抵达阿尔贡国家实验室,并成为美国首个百万兆级计算机系统。目前,人工智能正在努力研究如何使地球应用无限能源供给。它最终将解开核聚变能量的奥秘,使研究人员捕获并控制驱动太阳和恒星的运行过程。

  美国能源部普林斯顿等离子物理实验室(PPPL)和普林斯顿大学的研究人员希望利用一台巨大的新型超级计算机,研究如何使用这种甜甜圈外形的设备——“托卡马克装置(tokamaks)”。

  近年来,研究人员一直研究导致托卡马克装置运行中断和损坏的裂变反应,目前一种能够预测并控制裂变反应的人工智能系统被选定为“奥罗拉(Aurora)”超级计算机的首批项目之一,奥罗拉超级计算机预计2021年抵达阿尔贡国家实验室,并成为美国首个百万兆级计算机系统。

  该计算机系统可达到百万兆每秒运算,比当今最强大的超级计算机运行速度快50-100倍。普林斯顿等离子物理实验室首席研究物理学家唐·威廉(William Tang)说:“我们的研究将利用人工智能的深度学习方式来加速进展。”

  这个开创性项目将尝试着开发一种通过实验验证的方法,用于预测和控制ITER等燃烧等离子体聚变系统,该方法将验证聚变能的有效实用性。据悉,ITER全称是“国际热核聚变实验反应堆”,也被人们形象地称为“人造太阳”,建造地点设在法国的南部小城卡达拉舍。由欧盟、美国、中国、日本、韩国、印度和俄罗斯等7个国家共同参与。TIER也被称为人类历史上最复杂的科学项目。

  ITER装置的核工程师现已招募一批火箭科学家,帮助他们制造出能够承受比太阳更热温度的超强材料。ITER装置的直径为5米,固体横截面为30×30厘米,ITER的压缩环将把巨大的磁铁固定在合适位置。

  氢等离子体将被加热到1.5亿摄氏度,比太阳核心温度高10倍,从而使聚变反应进行。该聚变反应发生在叫做“托卡马克”的甜甜圈外形的反应堆里,它被巨大的磁铁包围着,这些磁铁对过热电离等离子体起到限制和循环作用,使它们远离金属壁。

  这种超导磁体必须冷却至零下269摄氏度,像星际空间一样寒冷。长期以来,科学家一直试图模拟太阳内部发生的核聚变过程,认为它可以提供几乎无限量的廉价、安全和清洁电力资源。

  与现有裂变反应堆不同,裂变反应堆将分裂钚和铀原子,不存在不受控制聚变链式反应的风险,也不会产生长期存在的放射性废料。

  普林斯顿等离子物理实验室研制的深度学习软件系统也被称为“递归神经网络融合系统(FRNN)”,它是由神经网络组成,用户可以通过神经网络训练计算机探测感兴趣的事件。

  同时,这种人工智能“递归神经网络融合系统”能够快速预测大规模托卡马克等离子体在裂变反应时如何分解,并及时采取有效控制措施。

  这项研究的总体目标是实现国际热核聚变实验反应堆(ITER)的挑战性需求,该反应堆需要预测准确率达到95%,假警报率低于5%,至少在裂变发生前30毫秒或者更长时间发生。

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